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一种剩余强度和剩余寿命的无损预测方法

 
 
发布时间:  2015年08月17日 14:06:47
发布IP:  222.183.232.36

本发明涉及一种剩余强度和剩余寿命的无损预测方法,适用领域为抗拉强度在200MPa到2300MPa之间,包括表面经过工艺强化处理、未经过工艺强化处理的钢铁材料或零部件的强化、损伤以及随机载荷谱中的剩余强度和剩余疲劳寿命的快速、无损预测。长期以来,国内外对于钢铁材料或零件的剩余强度和剩余疲劳寿命预测已进行了大量工作,取得多种预测钢铁材料或零件的剩余强度和剩余疲劳寿命的方法。但现有的方法不考虑使用过程中疲劳极限以下的小载荷的强化,只考虑载荷造成的损伤,而且大都把剩余强度和剩余疲劳寿命的预测分离。疲劳极限以下小载荷对强度(包括静强度和疲劳强度)的强化现象早已引起人们的注意。国内外对小载荷强化现象的研究也一直在不断的深入和扩展,研究对象涉及到标准材料试样、具体零部件(包括经过表面工艺强化的零部件)。常规机器零部件在使用过程中所遇到的载荷大部分是疲劳极限以下的小载荷,裂纹萌生前,低于疲劳极限的部分小载荷具有强化作用。零部件的强度和疲劳寿命会因小载荷的强化而提高和延长。如还按照传统的疲劳理论,不考虑小载荷的强化,则零部件的剩余强度和剩余寿命的预测往往是偏于安全的。根据剩余强度进行剩余疲劳寿命的预测,充分考虑到了使用过程中强化的变化特征,使剩余疲劳寿命预测更加科学和准确。因此,考虑小载荷强化或损伤的剩余强度和剩余疲劳寿命预测比传统的方法更合理,而且通过表面硬度变化进行预测是一种无损的方法。本发明是企业提高新产品自主研发能力、提高现有产品性能优化以及产品使用过程中剩余强度和剩余寿命预测的基础理论和技术,本发明应用领域和服务对象是以钢铁类为材料的机械行业企业。 本发明的主要技术特征和优势如下:(1) 本发明建立钢铁材料或零件在强化、损伤以及考虑小载荷强化的典型使用载荷谱下表面硬度与剩余强度之间的对应关系;(2) 钢铁材料或零件使用过程中表面硬度测量,并根据得到的钢铁材料或零件表面硬度与剩余强度之间的对应关系,进行钢铁材料或零件剩余强度的快速、无损预测;(3) 利用预测的剩余强度和钢铁材料或零件的应力—寿命曲线,即S-N曲线,可以对钢铁材料或零件在不同载荷谱下进行剩余疲劳寿命的快速、无损预测。 和现有的方法相比,但现有的方法不考虑使用过程中疲劳极限以下的小载荷的强化,只考虑载荷造成的损伤,而且大都把剩余强度和剩余疲劳寿命的预测分离。常规机器零部件在使用过程中所遇到的载荷大部分是疲劳极限以下的小载荷,裂纹萌生前,低于疲劳极限的部分小载荷具有强化作用。零部件的强度和疲劳寿命会因小载荷的强化而提高和延长。如还按照传统的疲劳理论,不考虑小载荷的强化,则零部件的剩余强度和剩余寿命的预测往往是偏于安全的。根据剩余强度进行剩余疲劳寿命的预测,充分考虑到了使用过程中强化的变化特征,使剩余疲劳寿命预测更加科学和准确。因此,考虑小载荷强化或损伤的剩余强度和剩余疲劳寿命预测比传统的方法更合理,而且通过表面硬度变化进行预测是一种无损的方法。

市场前景 
本发明是钢铁类产品自主研发的基础理论和技术,其目的是提高企业的新产品研发能力,优化现有产品性能,提高企业的竞争力。
项目模式信息提供

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